JP2015060370A - ロボットコントローラを内蔵した数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によりロボットコントローラとしての機能を有する数値制御装置を提供する。【解決手段】数値制御部１と、ロボット制御部２と、数値制御部１とロボット制御部２とに接続されたサーボ制御用モジュール３およびＩ／Ｏ制御用モジュール４と、サーボ制御用モジュール３とサーボアンプ１１，１２とを接続するアンプ接続用バス１０と、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４とＩ／Ｏインターフェース機器２１，２２とを接続するＩ／Ｏ機器接続用バス２０とを備える。工作機械側およびロボット側のサーボアンプ１１，１２は、互いにデイジーチェーン接続され、工作機械側およびロボット側のＩ／Ｏインターフェース機器２１，２２は、互いにデイジーチェーン接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械とともにロボットを制御する数値制御装置に関する。

従来より、ＮＣ工作機械にロボットを組み合わせ、ロボットを用いてワークの着脱等を行うようにした装置が知られている（例えば特許文献１，２参照）。この種の装置は、一般に、ＮＣ工作機械を制御する数値制御装置と、ロボットを制御するロボットコントローラとを備える。数値制御装置は、アンプ接続用バスとＩ／Ｏ機器接続用バスとを有し、これらのバスを介して工作機械側のサーボアンプとＩ／Ｏインターフェース機器とをそれぞれ制御する。ロボットコントローラも、アンプ接続用バスとＩ／Ｏ機器接続用バスとを有し、これらのバスを介してロボット側のサーボアンプとＩ／Ｏインターフェース機器とをそれぞれ制御する。

特開平４−１５５４０６号公報 特開平１０−８３２１１号公報

上記従来の構成では、数値制御装置およびロボットコントローラが、アンプ接続用バスとＩ／Ｏ機器接続用バスとをそれぞれ有する。このため、回路構成において冗長な部分が多く、コストの上昇を招く。また、両者が情報の授受や互いに同期した動作を行うためには別途通信手段が必要となり、コストの上昇を招く。

本発明の一態様である数値制御装置は、工作機械を制御する数値制御部と、ロボットを制御するロボット制御部と、数値制御部とロボット制御部とに接続されたサーボ制御用モジュールと、サーボ制御用モジュールと外部機器とを接続するバスとを備え、外部機器は、工作機械側のサーボアンプとロボット側のサーボアンプとを含み、これらサーボアンプは、バスを介してサーボ制御用モジュールにデイジーチェーン接続されていることを特徴とする。

本発明の他の態様である数値制御装置は、工作機械を制御する数値制御部と、ロボットを制御するロボット制御部と、数値制御部とロボット制御部とに接続されたＩ／Ｏ制御用モジュールと、Ｉ／Ｏ制御用モジュールと外部機器とを接続するバスとを備え、外部機器は、工作機械側のＩ／Ｏインターフェース機器とロボット側のＩ／Ｏインターフェース機器とを含み、これらＩ／Ｏインターフェース機器は、バスを介してＩ／Ｏ制御用モジュールにデイジーチェーン接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、工作機械側のサーボアンプとロボット側のサーボアンプまたは工作機械側のＩ／Ｏインターフェース機器とロボット側のＩ／Ｏインターフェース機器をデイジーチェーン接続することで、回路構成が簡素化され、装置全体のコストを低減することができる。

本発明の実施形態に係る数値制御装置の主要な構成を示すブロック図。 図１の比較例を示す図。

以下、図１、図２を参照して本発明による数値制御装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る数値制御装置１００の主要な構成を示すブロック図である。なお、図示は省略するが、本実施形態では、例えばＮＣ工作機械にロボットを組み合わせ、ロボットを用いてワークの着脱等が行われる。数値制御装置１００はロボットコントローラを内蔵し、工作機械とともにロボットを制御する。

図１に示すように、数値制御装置１００は、工作機械を制御する数値制御用モジュール１と、ロボットを制御するロボット制御用モジュール２と、サーボアンプを制御するサーボ制御用モジュール３と、Ｉ／Ｏインターフェース機器を制御するＩ／Ｏ制御用モジュール４とを有する。数値制御用モジュール１およびロボット制御用モジュール２は、内部ローカルバス５を介してサーボ制御用モジュール３とＩ／Ｏ制御用モジュール４とにそれぞれ接続されている。

サーボ制御用モジュール３には、アンプ接続用バス１０を介して工作機械側のサーボアンプ１１とロボット側のサーボアンプ１２とがデイジーチェーン接続されている。すなわち、サーボ制御用モジュール３に工作機械側サーボアンプ１１とロボット側サーボアンプ１２とが直列（数珠つなぎ）に接続されている。

なお、図１では、サーボ制御用モジュール３に工作機械側サーボアンプ１１とロボット側サーボアンプ１２を順次接続しているが、これらサーボアンプ１１，１２の接続順序を逆にしてもよい。工作機械側サーボアンプ１１およびロボット側サーボアンプ１２の少なくとも一方を複数設け、複数のサーボアンプ１１，１２を、アンプ接続用バス１０を介してデイジーチェーン接続するようにしてもよい。サーボアンプ１１，１２だけでなくスピンドルアンプを、アンプ接続用バス１０を介してデイジーチェーン接続するようにしてもよい。すなわち、アンプ接続用バス１０を介して数値制御装置１００に接続する外部機器の構成は図１のものに限らない。

Ｉ／Ｏ制御用モジュール４には、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０を介して工作機械側のＩ／Ｏインターフェース機器２１とロボット側のＩ／Ｏインターフェース機器２２とがデイジーチェーン接続されている。すなわち、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４に工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器２１とロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器２２とが直列（数珠つなぎ）に接続されている。工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器２１およびロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器２２には、工作機械側Ｉ／Ｏ２３およびロボット側Ｉ／Ｏ２４がそれぞれ接続されている。工作機械側Ｉ／Ｏ２３およびロボット側Ｉ／Ｏ２４は、各種スイッチ、ランプ、センサ等により構成される。

なお、図１では、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４に工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器２１とロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器２２を順次接続しているが、これらＩ／Ｏインターフェース機器２１，２２の接続順序を逆にしてもよい。工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器２１およびロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器２２の少なくとも一方を複数設け、複数のＩ／Ｏインターフェース機器２１，２２を、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０を介してデイジーチェーン接続するようにしてもよい。すなわち、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０を介して数値制御装置１００に接続する外部機器の構成は図１のものに限らない。

以上の構成において、サーボ制御用モジュール３は、数値制御用モジュール１およびロボット制御用モジュール２からの指令に基づき、アンプ接続用バス１０に対して、工作機械側サーボアンプ１１の制御信号およびロボット側サーボアンプ１２の制御信号をシリアル伝送する。これにより工作機械側のサーボモータおよびロボット側のサーボモータが同時に制御される。

一方、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４は、工作機械側ＩＯインターフェース機器２１およびロボット側ＩＯインターフェース機器２２からＩＯ機器接続用バスを介し受信された入力データ、数値制御用モジュール１およびロボット制御用モジュール２のデータから、所定のシーケンスプログラムを実行し、処理結果を数値制御用モジュール１およびロボット制御用モジュール２へ通知するとともに、処理結果に基づいて工作機械側ＩＯインターフェース機器２１およびロボット側ＩＯインターフェース機器２２へ出力データを送信する。

このように本実施形態によれば、数値制御装置１００に数値制御用モジュール１とロボット制御用モジュール２とを設け、数値制御装置１００がロボットコントローラとしての機能を有するようにした。さらに、アンプ接続用バス１０を介してサーボ制御用モジュール３に工作機械側サーボアンプ１１とロボット側サーボアンプ１２をデイジーチェーン接続するとともに、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０を介してＩ／Ｏ制御用モジュール４に工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器２１とロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器２２をデイジーチェーン接続するようにした。

これにより工作機械用のアンプ接続用バスとロボット用のアンプ接続用バス、および工作機械用のＩ／Ｏ機器接続用バスとロボット用のアンプ接続用バスをそれぞれ共有することができる。その結果、サーボ制御用モジュール３とＩ／Ｏ制御用モジュール４を装置全体に１つずつ設ければよいため、装置全体の構成が簡素化され、コストを低減することができる。また、数値制御用モジュール１とロボット制御用モジュール２との間の情報授受は、内部ローカルバス５を介して行うことができ、通信回路（図２）を省くことができるので、この点でもコストを削減することができる。

図２は、本実施形態の比較例を示す図である。図中、図１と同一の箇所には同一の符号を付している。図２では、数値制御装置１０１とは別にロボットコントローラ１０２が設けられている。数値制御装置１０１は、数値制御用モジュール１ａと、サーボ制御用モジュール３ａと、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４ａとを有し、ロボットコントローラ１０２は、ロボット制御用モジュール２ａと、サーボ制御用モジュール３ｂと、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４ｂとを有する。数値制御装置１０１のサーボ制御用モジュール３ａは、アンプ接続用バス１０ａを介して工作機械側サーボアンプ１１に接続され、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４ａは、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０ａを介して工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器２１に接続されている。ロボットコントローラ１０２のサーボ制御用モジュール３ｂは、アンプ接続用バス１０ｂを介してロボット側サーボアンプ１２に接続され、Ｉ／Ｏ制御用モジュール４ｂは、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０ｂを介してロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器２２に接続されている。

このような図２の構成では、数値制御装置１０１がアンプ接続用およびＩ／Ｏ機器接続用のバス１０ａ，２０ａをそれぞれ有するとともに、ロボットコントローラ１０２がアンプ接続用およびＩ／Ｏ機器接続用のバス１０ｂ，２０ｂをそれぞれ有する。このため、数値制御装置１０１とロボットコントローラ１０２にそれぞれサーボ制御用モジュール３ａ，３ｂおよびＩ／Ｏ制御用モジュール４ａ，４ｂが必要になり、部品点数が増加し、コストの上昇を招く。また、数値制御装置１０１とロボットコントローラ１０２が同期して動作するためには、通信モジュールｘｘｘ，ｙｙｙのような通信手段が必要になり、コストの上昇を招く。

なお、上記実施形態（図１）では、アンプ接続用バス１０を介して工作機械側とロボット側のサーボアンプ１１，１２をデイジーチェーン接続するとともに、Ｉ／Ｏ機器接続用バス２０を介して工作機械側とロボット側のＩ／Ｏインターフェース機器２１，２２をデイジーチェーン接続するようにしたが、サーボアンプ１１，１２のみ、またはＩ／Ｏインターフェース機器２１，２２のみをデイジーチェーン接続するようにしてもよい。数値制御装置１００に設けられる数値制御部としての数値制御用モジュール１およびロボット制御部としてのロボット制御用モジュール２の構成は、いかなるものでもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１ 数値制御用モジュール
２ ロボット制御用モジュール
３ サーボ制御用モジュール
４ Ｉ／Ｏ制御用モジュール
１０ アンプ接続用バス
１１ 工作機械側サーボアンプ
１２ ロボット側サーボアンプ
２０ Ｉ／Ｏ機器接続用バス
２１ 工作機械側Ｉ／Ｏインターフェース機器
２２ ロボット側Ｉ／Ｏインターフェース機器
１００ 数値制御装置

Claims (2)

1. 工作機械を制御する数値制御部と、
   ロボットを制御するロボット制御部と、
   前記数値制御部と前記ロボット制御部とに接続されたサーボ制御用モジュールと、
   前記サーボ制御用モジュールと外部機器とを接続するバスとを備え、
   前記外部機器は、工作機械側のサーボアンプとロボット側のサーボアンプとを含み、これらサーボアンプは、前記バスを介して前記サーボ制御用モジュールにデイジーチェーン接続されていることを特徴とする数値制御装置。
2. 工作機械を制御する数値制御部と、
   ロボットを制御するロボット制御部と、
   前記数値制御部と前記ロボット制御部とに接続されたＩ／Ｏ制御用モジュールと、
   前記Ｉ／Ｏ制御用モジュールと外部機器とを接続するバスとを備え、
   前記外部機器は、工作機械側のＩ／Ｏインターフェース機器とロボット側のＩ／Ｏインターフェース機器とを含み、これらＩ／Ｏインターフェース機器は、前記バスを介して前記Ｉ／Ｏ制御用モジュールにデイジーチェーン接続されていることを特徴とする数値制御装置。

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